穀研試劑-我國成功研製能定位噪聲元凶的聲相儀

我國成功研製能定位噪聲元凶的聲相儀(yi)

  如果家用電器噪聲很大，許多人可能推測，這是發動機出了問題，但實際未必如此——這其中有不少“冤案”。中科院聲學所zui近研製成功的聲相儀(yi) ，能準確判斷問題究竟來自何處。因為(wei) 布置在發動機周邊的管道等零部件，也有可能是製造噪聲的元凶。這是人們(men) 憑借自身直接聽力很難區分的問題，采用傳(chuan) 統的單個(ge) 傳(chuan) 聲器測量也無法區分。唯有聲相儀(yi) 能夠還發動機一個(ge) “清白”。因為(wei) 在許多噪聲源測試中，實驗人員發現，不使用聲相儀(yi) 、僅(jin) 憑單個(ge) 傳(chuan) 聲器有過不少誤診。 
    讓聲音現形
    所謂聲相儀(yi) ，是一種能給聲場照相的儀(yi) 器。聲相儀(yi) 通過測量聲音傳(chuan) 播的空間信息，準確地捕捉到不同位置的聲源，並能有效地發現、辨析在複雜混合條件下的每一個(ge) 聲源。這不僅(jin) 能給人們(men) 直觀的聲場圖像，測量出每一個(ge) 聲源的各項指標，而且具有直觀便捷的分析手段。 
    雖然大部分動物發出的聲音從(cong) 口腔而來，但就機器設備而言，其噪聲來源並不那麽(me) 單一。一個(ge) 設備中往往存在多個(ge) 聲源，且每個(ge) 聲源都對總聲音有貢獻，若想解決(jue) 機器設備的噪聲問題，地測量出發聲位置非常關(guan) 鍵。 
    據聲學所研究員楊亦春介紹，聲相儀(yi) 包含了一係列先進的測量技術和信號處理新算法。它利用傳(chuan) 聲器陣列，測量一定範圍內(nei) 的聲場分布，可用於(yu) 測量物體(ti) 發出聲音的位置和聲音輻射的狀態，用類似於(yu) 氣象雲(yun) 圖的方式顯示出直觀的圖像，即聲成像測量，給人們(men) 一個(ge) 直觀的聲學形象。
    聲相儀(yi) 的測量精度，首先與(yu) 傳(chuan) 聲器陣列上的陣元分布形式密切相關(guan) ，經過優(you) 化的陣型虛像效應低，即不會(hui) 出現假聲源的現象。此外，聲相儀(yi) 的測量精度還與(yu) 聲成像算法優(you) 劣相關(guan) ，優(you) 化的算法可以得出的聲場雲(yun) 圖，並具有良好的人機交互功能。
    聲相儀(yi) 工作時，在計算機屏幕上顯示出陣列檢測的前方一定區域的聲壓分布，圖像在屏幕上的色階深度和寬度反映聲場的動態範圍大小，可以用鼠標調節，既可以拉邊框調節大小，又可以用滾輪來調節“鏡頭”麵大小。程序可以鎖定瞬間聲音，用於(yu) 捕捉衝(chong) 擊聲音；也可以快速切換，用於(yu) 檢測瞬變聲場。也就是說，檢測設備通過與(yu) 計算機相連，能實時顯示檢測區域聲音變化的情況。 
    排減紛擾 
   “聲相儀(yi) 技術在上推廣得如火如荼，但多年來國內(nei) 幾乎沒有生產(chan) 廠商，目前我國每年大約有上百台套的需求，*依靠進口。” 
   “隨著人們(men) 對機器設備噪聲場認識的加深，和各類設備製造企業(ye) 對噪聲控製越來越重視，各行各業(ye) 包括企業(ye) 、研究機構、大學等都有著具大的需求量。”楊亦春說。 
    聲相儀(yi) 的應用範圍很廣，幾乎隻要有聲音的地方都可能有需求。在日常的生活應用中，除了在家電生產(chan) 廠中檢測噪聲聲源，從(cong) 而采取有效措施將噪聲控製在人們(men) 能夠接受的範圍內(nei) ，還能測量汽車發動機、輪胎、車窗、駕駛室等部位噪聲，改進汽車結構設計，降低噪聲等級。 
    在電廠車間等環境中，通過聲相儀(yi) ，可給出電廠或者其他類企業(ye) 的噪聲分布，標示噪聲產(chan) 生的位置和強度，幫助找到消除噪聲的方法。 
    在公路、鐵路上，聲相儀(yi) 可測量汽車、高鐵行駛的噪聲分布，有利於(yu) 設計聲屏障和采取降噪措施等。 
    如果將聲相儀(yi) 應用於(yu) 舞台，可以將陣列置於(yu) 特定位置，如演播廳的頂、後台、前台池等，可以用平麵陣或球形陣形式，定點定向拾取走動人員的說話或者演唱聲音，可使主持人或歌唱者不再手持話筒甚至不再戴話筒，即在舞台掛一個(ge) 球形陣列，裝飾成燈籠形式，可以對舞台每一個(ge) 區域定位拾取聲音，或在舞台的頂棚懸掛平麵螺旋形陣列，便可以對舞台區域的目標聲音進行很好的增強。 
    廣受青睞 
    聲相儀(yi) 研製成功並得到應用後，同行給楊亦春發來了不少邀請函。有的希望他派學生合作，開展進一步研究，有的則直接購買(mai) 產(chan) 品用於(yu) 實驗測試。 
    英國溫切斯特大學，希望合作開展機器設備噪聲的故障診斷；加拿大裏賈納大學，希望開展風力發電機噪聲控製的合作研究；美國堪薩斯州立大學，希望合作開展機械噪聲控製研究；德國漢諾威萊布尼茲(zi) 大學，希望聯合開展聲相儀(yi) 的應用研究；韓國現代科學技術研究所，希望合作研究螺旋陣列聲相儀(yi) 的研究；比利時LMS公司、德國Acoustic Camera公司等，都表示要通過互訪加強交流。 
    因為(wei) ，他們(men) 研製的聲相儀(yi) 的一些性能已超過*產(chan) 品。如視場內(nei) 無虛像；增益達到25dB；直徑米的平麵螺旋形聲相儀(yi) ，其可分離聲源的下限頻率達到220Hz，國外產(chan) 品隻能達到500Hz或者600Hz；聲相儀(yi) 隻需要一根USB線與(yu) 電腦相連，而國外產(chan) 品都有一至兩(liang) 根拇指粗的線與(yu) 超過0公斤的儀(yi) 器相連。 
    特別是具有抗混響力、快速運算能力和實時顯像能力，聲相儀(yi) 不僅(jin) 迎來了合作者，也贏得了企業(ye) 青睞。